ADP165/ADP166：低靜態(tài)電流LDO穩(wěn)壓器的卓越之選

在電子設(shè)備的電源管理領(lǐng)域，低靜態(tài)電流、高性能的低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）一直是工程師們追求的目標(biāo)。今天，我們就來(lái)深入探討一下Analog Devices推出的ADP165/ADP166系列LDO穩(wěn)壓器，看看它有哪些獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)。

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產(chǎn)品概述

ADP165/ADP166是非常低靜態(tài)電流、低壓差的線性穩(wěn)壓器，工作電壓范圍為2.2V至5.5V，能夠提供高達(dá)150mA的輸出電流。其在無(wú)負(fù)載時(shí)典型靜態(tài)電流僅為590nA，滿載時(shí)典型靜態(tài)電流為42μA，關(guān)機(jī)電流典型值為50nA，非常適合電池供電的便攜式設(shè)備。

特性亮點(diǎn)

超低靜態(tài)電流

該系列穩(wěn)壓器在不同負(fù)載條件下都能保持極低的靜態(tài)電流。例如，在0μA負(fù)載時(shí)，靜態(tài)電流 (I{Q}=590nA)；在1μA負(fù)載時(shí)，(I{Q}=890nA)。即便在壓差模式下，靜態(tài)電流也能維持在較低水平，如0μA負(fù)載時(shí) (I{Q_DROP}=720nA)，1μA負(fù)載時(shí) (I{Q_DROP}=1200nA)。這種超低的靜態(tài)電流特性有助于延長(zhǎng)電池供電設(shè)備的續(xù)航時(shí)間，減少能量損耗。

穩(wěn)定性與兼容性

ADP165/ADP166搭配1μF ± 30%的陶瓷輸入和輸出電容就能穩(wěn)定工作，這對(duì)于空間受限的應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常友好。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，使用較小的電容可以節(jié)省電路板空間，同時(shí)滿足高性能的要求。

高精度輸出

其初始輸出電壓精度可達(dá)±1%，在整個(gè)線路、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)精度為±3.5%。提供7種固定輸出電壓選項(xiàng)，范圍從1.2V至3.3V，此外還有可調(diào)節(jié)輸出選項(xiàng)，可將輸出電壓設(shè)置在1.0V至4.2V之間，能滿足多種不同的應(yīng)用需求。

全面的保護(hù)功能

具備電流限制和熱過(guò)載保護(hù)功能，可有效防止設(shè)備在異常情況下?lián)p壞。當(dāng)輸出負(fù)載達(dá)到320mA（典型值）時(shí)，穩(wěn)壓器會(huì)限制電流，當(dāng)結(jié)溫超過(guò)150°C（典型值）時(shí)，熱過(guò)載保護(hù)會(huì)啟動(dòng)，關(guān)閉輸出，當(dāng)溫度下降至135°C以下時(shí)，輸出會(huì)再次開啟。

應(yīng)用領(lǐng)域

ADP165/ADP166適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，如便攜式和電池供電設(shè)備、DC - DC后級(jí)穩(wěn)壓、便攜式醫(yī)療設(shè)備以及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）設(shè)備等。在這些應(yīng)用中，其低靜態(tài)電流和高性能的特點(diǎn)能夠充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，提高設(shè)備的整體性能和可靠性。

工作原理

ADP165/ADP166內(nèi)部由參考電壓源、誤差放大器、反饋分壓器和PMOS傳輸晶體管組成。輸出電流通過(guò)PMOS傳輸器件提供，誤差放大器將參考電壓與輸出反饋電壓進(jìn)行比較，并放大差值。如果反饋電壓低于參考電壓，PMOS器件的柵極被拉低，允許更多電流通過(guò)，從而提高輸出電壓；反之，則降低輸出電壓。

對(duì)于可調(diào)版本的ADP165/ADP166，輸出電壓范圍為1.0V至4.2V，通過(guò)兩個(gè)外部電阻的比值來(lái)設(shè)置輸出電壓。計(jì)算公式為 (V{OUT }=1.0V(1 + R1 / R2)+(ADJ{I - BIAS})(R1))，其中 (R1) 的值應(yīng)小于200kΩ，以減少ADJ引腳偏置電流引起的輸出電壓誤差。

電容選擇

輸出電容 (C_{OUT})

ADP165/ADP166設(shè)計(jì)用于搭配小型陶瓷電容工作，但只要注意等效串聯(lián)電阻（ESR）值，也能與大多數(shù)常用電容配合使用。建議輸出電容的最小電容值為1μF，ESR不超過(guò)1Ω，以確保LDO控制環(huán)路的穩(wěn)定性。較大的輸出電容值可以改善穩(wěn)壓器對(duì)負(fù)載電流變化的瞬態(tài)響應(yīng)。

輸入旁路電容 (C_{IN})

在VIN和GND之間連接一個(gè)1μF的電容可以降低電路對(duì)PCB布局的敏感性，特別是在遇到長(zhǎng)輸入走線或高源阻抗時(shí)。如果需要更大的輸出電容，應(yīng)相應(yīng)增加輸入電容。

電容特性

建議使用X5R或X7R電介質(zhì)的陶瓷電容，其電壓額定值為6.3V或10V。Y5V和Z5U電介質(zhì)的電容由于其較差的溫度和直流偏置特性，不建議使用。在選擇電容時(shí)，需要考慮電容在溫度、電壓和公差方面的變化，使用公式 (C{EFF}=C{BIAS} times(1 - TEMPCO) times(1 - TOL)) 來(lái)確定最壞情況下的電容值。

使能特性

ADP165/ADP166使用EN引腳來(lái)啟用和禁用VOUT引腳。EN引腳具有內(nèi)置的遲滯功能，可防止由于EN引腳上的噪聲在閾值點(diǎn)附近引起的開/關(guān)振蕩。EN引腳的激活/非激活閾值會(huì)隨輸入電壓的變化而變化。

熱考慮

在大多數(shù)應(yīng)用中，ADP165/ADP166由于其高效率而不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多熱量。但在高溫環(huán)境和高輸入輸出電壓差的應(yīng)用中，需要進(jìn)行熱分析，以確保結(jié)溫不超過(guò)125°C。結(jié)溫計(jì)算公式為 (T{J}=T{A}+(P{D}× theta {JA}))，其中 (T{A}) 是環(huán)境溫度，(P{D}) 是芯片的功耗，(theta _{JA}) 是結(jié)到環(huán)境的熱阻。不同封裝的熱阻不同，且熱阻還與PCB的銅面積有關(guān)。

PCB布局考慮

PCB布局對(duì)于ADP165/ADP166的性能至關(guān)重要。輸入電容應(yīng)盡可能靠近VIN引腳和GND引腳，輸出電容應(yīng)盡可能靠近VOUT引腳和GND引腳。使用0402或0603尺寸的電容和電阻可以在面積有限的電路板上實(shí)現(xiàn)最小的占位面積。同時(shí)，增加連接到ADP165/ADP166引腳的銅面積可以改善封裝的散熱，但超過(guò)一定程度后，增加銅面積的散熱效果會(huì)逐漸減弱。

封裝與訂購(gòu)信息

ADP165/ADP166提供三種封裝選項(xiàng)：5引腳TSOT封裝、6引腳2mm × 2mm LFCSP封裝和4球0.5mm間距WLCSP封裝，以滿足不同的應(yīng)用需求。在訂購(gòu)時(shí)，需要根據(jù)具體的溫度范圍、輸出電壓和封裝要求選擇合適的型號(hào)。

總之，ADP165/ADP166以其低靜態(tài)電流、高性能、全面的保護(hù)功能和多種封裝選項(xiàng)，為電子工程師在電源管理設(shè)計(jì)中提供了一個(gè)優(yōu)秀的選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，工程師們需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景，合理選擇電容、進(jìn)行熱分析和優(yōu)化PCB布局，以充分發(fā)揮該系列穩(wěn)壓器的優(yōu)勢(shì)。大家在使用ADP165/ADP166的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。